AT519249B1 - geothermal probe - Google Patents

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AT519249B1 ATA63/2017A AT632017A AT519249B1 AT 519249 B1 AT519249 B1 AT 519249B1 AT 632017 A AT632017 A AT 632017A AT 519249 B1 AT519249 B1 AT 519249B1
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Abstract

Erdwärmesonde (1) mit zumindest einem Sondenrohr (2), wobei ein Rohrinnenhohlraum (3) des Sondenrohres (2) mit einem zweiphasigen Wärmeträgerfluid (4) befüllt ist, und eine, den Rohrinnenhohlraum (3) umgebende, Wandung (5) des Sondenrohres (2) zumindest eine in sich umfangsgeschlossene Diffusionssperrschicht (6) aus Metall und zumindest eine, die Diffusionssperrschicht (6) außen ummantelnde Mantelschicht (7) aus Kunststoff aufweist, wobei die Diffusionssperrschicht (6) und die Mantelschicht (7), vorzugsweise direkt, miteinander verklebt sind.A geothermal probe (1) having at least one probe tube (2), wherein a tube inner cavity (3) of the probe tube (2) is filled with a two-phase heat transfer fluid (4), and a, the tube inner cavity (3) surrounding the wall (5) of the probe tube ( 2) at least one circumferentially closed diffusion barrier layer (6) of metal and at least one, the diffusion barrier layer (6) externally sheathed jacket layer (7) made of plastic, wherein the diffusion barrier layer (6) and the cladding layer (7), preferably directly glued together are.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdwärmesonde mit zumindest einem Sondenrohr, wobei ein Rohrinnenhohlraum des Sondenrohres mit einem zweiphasigen Wärmeträgerfluid befüllt ist, und eine, den Rohrinnenhohlraum umgebende, Wandung des Sondenrohres zumindest eine in sich umfangsgeschlossene Diffusionssperrschicht aus Metall und zumindest eine, die Diffusionssperrschicht außen ummantelnde Mantelschicht aus Kunststoff aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer Erdwärmesonde und auch eine Anordnung mit einem in einem Untergrund angeordneten Bohrloch und zumindest einer in dem Bohrloch angeordneten Erdwärmesonde.The present invention relates to a geothermal probe with at least one probe tube, a tube inner cavity of the probe tube is filled with a two-phase heat transfer fluid, and one, the tube inner cavity surrounding the wall of the probe tube at least one self-contained diffusion barrier layer made of metal and at least one, the diffusion barrier layer has outer sheathing layer of plastic. Furthermore, the invention also relates to a method for operating a geothermal probe and also an arrangement with a borehole arranged in a subsurface and at least one geothermal probe arranged in the borehole.

[0002] Erdwärmesonden werden, wie das der Begriff der Erdwärmesonde an sich bereits aussagt, zur Gewinnung von Erdwärme aus dem Untergrund verwendet, um die so gewonnene Wärme z.B. in Verbindung mit einer Wärmepumpe zum Heizen von Gebäuden verwenden zu können. Zur Wärmegewinnung aus dem Untergrund wird bei einer Vielzahl von Erdwärmesonden sich permanent im flüssigen Zustand befindendes Wärmeträgerfluid durch die Erdwärmesonde gepumpt. Es sind beim Stand der Technik aber auch bereits Erdwärmesonden speziell für sogenannte zweiphasige Wärmeträgerfluide bekannt. Bei diesen Erdwärmesonden läuft das Wärmeträgerfluid in flüssiger Form in die Erdwärmesonde hinunter und nimmt dabei so viel Erdwärme auf, dass es verdampft und in gasförmiger Form in der Erdwärmesonde wieder aufsteigt. Als Wärmeträgerfluid wird bei solchen Erdwärmesonden beim Stand der Technik vorzugsweise Kohlendioxid, also CO2, verwendet.Geothermal probes, as the term geothermal probe itself says, are used to extract geothermal energy from the subsoil so that the heat thus obtained can be used, for example, in connection with a heat pump for heating buildings. In order to obtain heat from the subsurface, heat transfer fluid that is permanently in the liquid state is pumped through the geothermal probe in a large number of geothermal probes. However, geothermal probes specifically for so-called two-phase heat transfer fluids are already known in the prior art. With these geothermal probes, the heat transfer fluid runs down into the geothermal probe in liquid form and absorbs so much geothermal heat that it evaporates and rises again in gaseous form in the geothermal probe. In such geothermal probes, carbon dioxide, ie CO 2 , is preferably used as the heat transfer fluid in the prior art.

[0003] Erdwärmesonden für zweiphasige Wärmeträgerfluide sind z.B. aus der DE 10 2008 049 731 A1 und der DE 203 20 409 U1 bekannt. Laut diesen Schriften werden sogenannte Wellrohre verwendet, um die Sondenrohre der Erdwärmesonde herzustellen. Unter anderem zeigen diese Schriften Ausführungsvarianten, bei denen zwei koaxial ineinander angeordnete aber voneinander beabstandete Wellrohre das Sondenrohr bilden. Die Schriften geben an, dass das innere Wellrohr im Prinzip aus allen flexiblen Rohrmaterialien, also aus Metallen oder Kunststoffen mit glatten oder gewellten Außenumfangswandungen ausgebildet werden können.Geothermal probes for two-phase heat transfer fluids are e.g. known from DE 10 2008 049 731 A1 and DE 203 20 409 U1. According to these documents, so-called corrugated tubes are used to manufacture the probe tubes of the geothermal probe. Among other things, these writings show design variants in which two corrugated tubes arranged coaxially one inside the other but spaced apart form the probe tube. The writings state that the inner corrugated pipe can in principle be formed from all flexible pipe materials, that is from metals or plastics with smooth or corrugated outer peripheral walls.

[0004] Aus der AT 5149 U1 sind Erdwärmesonden bekannt, welche CO2 als Wärmeträgerfluid verwenden und bei denen als Sondenrohr ein mit Kunststoff beschichtetes Kupferrohr verwendet wird, welches als Rollenware im Handel erhältlich ist.From AT 5149 U1 geothermal probes are known which use CO 2 as a heat transfer fluid and in which a plastic tube coated copper tube is used as a probe tube, which is commercially available as rolls.

[0005] Die DE 198 60 328 A1 offenbart eine Erdwärmesonde aus Metall, bei der Kohlendioxid in einem Druckbereich von 10 bis 70 bar als Wärmeträgerfluid verwendet wird. Die DE 20 2007 008 880 U1 offenbart ein Wärmeübertragungsrohr für den Entzug von Erdwärme für geringe Druckanforderungen, wobei das Wärmeträgerübertragungsrohr eine Innenschicht, eine Diffusionssperrschicht und eine äußere Schutzschicht aufweist und zwischen diesen Schichten Haftvermittlerschichten vorhanden sind.DE 198 60 328 A1 discloses a geothermal probe made of metal, in which carbon dioxide is used as a heat transfer fluid in a pressure range of 10 to 70 bar. DE 20 2007 008 880 U1 discloses a heat transfer tube for the extraction of geothermal energy for low pressure requirements, the heat transfer tube having an inner layer, a diffusion barrier layer and an outer protective layer and adhesive layers being present between these layers.

[0006] Erdwärmesonden müssen verschiedenen Anforderungen gerecht werden, um für zweiphasige Wärmeträgerfluide einsetzbar und andererseits aber auch kostengünstig und zuverlässig im Bohrloch montierbar zu sein.Geothermal probes must meet various requirements in order to be used for two-phase heat transfer fluids and on the other hand to be inexpensive and reliable to install in the borehole.

[0007] Zum einen ist hierbei zu bedenken, dass Erdwärmesonden für insbesondere zweiphasige Wärmeträgerfluide hohen Drücken standhalten müssen. Weiters benötigen sie eine umfangsgeschlossene Diffusionssperrschicht aus Metall, damit das Wärmeträgerfluid vor allem im gasförmigen Zustand nicht durch die Wandung des Sondenrohres hindurch nach außen diffundieren kann. Andererseits sollen die Sondenrohre der Erdwärmesonde natürlich kostengünstig und einfach zum Bohrloch transportierbar und in dieses einbaubar sein. Im Sinne eines günstigen Transports und einfachen Einbaus sollte die Metallschicht, welche als Diffusionssperrschicht verwendet wird, möglichst dünnwandig sein. Andererseits sollte das Sondenrohr an sich so stabil sein, dass es beim Einbau nicht beschädigt wird und auch den benötigten Betriebsdrücken dauerhaft standhält. Vor allem ist es aber günstig, wenn das Sondenrohr der Erdwärmesonde in möglichst großen Stücken, besonders bevorzugt in einem Stück, auf die Baustelle transportiert werden kann. Hierzu sollte das Sondenrohr der Erdwärmesonde möglichst zu einerOn the one hand, it should be borne in mind that geothermal probes, in particular for two-phase heat transfer fluids, have to withstand high pressures. They also require a circumferentially closed diffusion barrier layer made of metal, so that the heat transfer fluid, especially in the gaseous state, cannot diffuse out through the wall of the probe tube. On the other hand, the probe tubes of the geothermal probe should of course be inexpensive and easy to transport to and install in the borehole. In the interests of cheap transportation and simple installation, the metal layer which is used as a diffusion barrier layer should be as thin-walled as possible. On the other hand, the probe tube itself should be so stable that it is not damaged during installation and can withstand the required operating pressures permanently. Above all, however, it is advantageous if the probe tube of the geothermal probe can be transported to the construction site in large pieces, particularly preferably in one piece. For this purpose, the probe tube of the geothermal probe should be one if possible

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Rolle aufwickelbar sein.Roll can be wound up.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erdwärmesonde der eingangs genannten Art zurThe object of the invention is to provide a geothermal probe of the type mentioned

Verfügung zu stellen, welche einerseits die benötige Druckstabilität und einen ausreichendenTo make available which, on the one hand, the required pressure stability and sufficient

Schutz gegen Beschädigung aufweist, und andererseits trotzdem zu einer Rolle aufwickelbar ist.Has protection against damage, and on the other hand can still be wound up into a roll.

[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde vorgeschlagen, dass die Diffusionssperrschicht und die Mantelschicht, vorzugsweise direkt, miteinander verklebt sind.To solve this problem it is proposed in a geothermal probe according to the invention that the diffusion barrier layer and the cladding layer, preferably directly, are glued together.

[0010] Durch das erfindungsgemäße miteinander Verkleben der Diffusionssperrschicht mit der Mantelschicht wird ein einerseits sehr stabiler, andererseits aber auch flexibler und zu einer Rolle aufwickelbarer Verbund geschaffen, welcher die oben genannten Anforderungen sehr gut erfüllt. Die Diffusionssperrschicht aus Metall verhindert das Herausdiffundieren des Wärmeträgerfluides, insbesondere im gasförmigen Zustand, aus dem Sondenrohr. Hierzu ist die Diffusionssperrschicht umfangsgeschlossen. Sie weist also in Umfangsrichtung des Sondenrohres eine geschlossene Oberfläche auf. Es handelt sich somit bevorzugt um eine rohrförmige Schicht, welche, abgesehen von den Stirnseiten, vollständig geschlossen ist. Die Mantelschicht aus Kunststoff schützt die Diffusionssperrschicht von außen gegen Beschädigung. Durch das Verkleben der Mantelschicht mit der Diffusionssperrschicht wird aber vor allem eine Verstärkung der Diffusionssperrschicht geschaffen, durch die das Sondenrohr als Ganzes wickelbar wird, ohne dass hierbei die aus Metall bestehende Diffusionssperrschicht knickt oder in anderer Art und Weise beschädigt wird.By gluing the diffusion barrier layer to the cladding layer according to the invention, on the one hand a very stable, but on the other hand also flexible and rollable to a roll is created, which very well fulfills the above requirements. The diffusion barrier layer made of metal prevents the heat transfer fluid, particularly in the gaseous state, from diffusing out of the probe tube. For this purpose, the diffusion barrier layer is closed on the circumference. It therefore has a closed surface in the circumferential direction of the probe tube. It is therefore preferably a tubular layer which, apart from the end faces, is completely closed. The outer layer of plastic protects the diffusion barrier layer from damage from the outside. By gluing the cladding layer to the diffusion barrier layer, a reinforcement of the diffusion barrier layer is created above all, by means of which the probe tube as a whole can be wound without the metal diffusion barrier layer being bent or damaged in any other way.

[0011] Erfindungsgemäße Erdwärmerohre werden für zweiphasige Wärmeträgerfluide eingesetzt bzw. sind mit diesen gefüllt. Zweiphasige Wärmeträgerfluide sind Wärmeträgerfluide, welche während des Betriebes der Erdwärmesonde einen Phasenübergang von flüssig hin zu gasförmig und wieder zurück durchführen. Sie nehmen während des Betriebs der Erdwärmesonde also zwei verschiedene Phasenzustände nämlich flüssig und gasförmig ein. Als zweiphasiges Wärmeträgerfluid kommt vorzugsweise CO2 zum Einsatz, da es unproblematisch zu handhaben und umweltverträglich ist. Es ist aber auch denkbar, als entsprechend zweiphasige Wärmeträgerfluide Ammoniak (NH3) oder Kohlenwasserstoffe wie Propan oder dergleichen einzusetzen. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das Sondenrohr zum Betrieb der Erdwärmesonde mit einer gegenüber der Normalluft erhöhten Konzentration an Wärmeträgerfluid und insbesondere CO2 befüllt ist. Andererseits können natürlich auch andere Restgase noch im Sondenrohr vorhanden sein. Die Konzentration des Wärmeträgerfluides im Sondenrohr beim Betrieb der Erdwärmesonde liegt günstigerweise zumindest bei 95 %, vorzugsweise zumindest bei 99 %. Das Wärmeträgerfluid ist im Betrieb der Erdwärmesonde im Sondenrohr günstigerweise vollständig eingeschlossen. Bei zweiphasigen Systemen befindet sich das Wärmeträgerfluid unter einem gegenüber Normalbedingungen deutlich erhöhten Druck im Sondenrohr. Die Betriebsdrücke des Wärmeträgerfluides im Sondenrohr beim Betrieb der Erdwärmesonde und damit auch die Druckfestigkeit der Sondenrohre liegen günstigerweise in einem Bereich von 30 bar bis 75 bar. Bei Erdwärmesonden handelt es sich, wie allgemein im Sprachgebrauch üblich und aus dem Wort bereits selbst ersichtlich, um eine Sonde mit der Wärme aus dem Untergrund gewonnen werden kann.Geothermal pipes according to the invention are used for two-phase heat transfer fluids or are filled with these. Two-phase heat transfer fluids are heat transfer fluids that perform a phase transition from liquid to gaseous and back again during the operation of the geothermal probe. They therefore take on two different phase states, namely liquid and gaseous, during operation of the geothermal probe. CO 2 is preferably used as the two-phase heat transfer fluid, since it is easy to handle and environmentally friendly. However, it is also conceivable to use ammonia (NH3) or hydrocarbons such as propane or the like as the corresponding two-phase heat transfer fluids. For the sake of completeness, it is pointed out that the probe tube for operating the geothermal probe is filled with a higher concentration of heat transfer fluid and in particular CO 2 than the normal air. On the other hand, other residual gases can of course also still be present in the probe tube. The concentration of the heat transfer fluid in the probe tube during operation of the geothermal probe is advantageously at least 95%, preferably at least 99%. The heat transfer fluid is advantageously completely enclosed in the probe tube during operation of the geothermal probe. In two-phase systems, the heat transfer fluid is at a significantly higher pressure in the probe tube compared to normal conditions. The operating pressures of the heat transfer fluid in the probe tube during operation of the geothermal probe and thus also the pressure resistance of the probe tubes are advantageously in a range from 30 bar to 75 bar. Geothermal probes are, as is common in everyday usage and can already be seen from the word itself, a probe with which heat can be obtained from the subsurface.

[0012] Ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde sieht günstigerweise vor, dass das Wärmeträgerfluid in einer Verdampfungszone der Erdwärmesonde verdampft wird und von dort im Rohrinnenhohlraum als Gas aufsteigt und nach seiner Kondensation als Flüssigkeit an der bzw. einer den Rohrinnenhohlraum begrenzenden Innenoberfläche des Sondenrohres wieder zur Verdampfungszone zurückfließt.A method for operating a geothermal probe according to the invention advantageously provides that the heat transfer fluid is evaporated in an evaporation zone of the geothermal probe and rises from there in the tube interior as a gas and after its condensation as a liquid on the or an inner surface of the probe tube delimiting the inner tube cavity again flows back to the evaporation zone.

[0013] Die Verdampfungszone, welche auch als Heizzone bezeichnet werden kann, wird dabei günstigerweise, in der Einbaustellung der Erdwärmesonde im Bohrloch gesehen, vom unteren Bereich des Sondenrohres gebildet. Zum Verdampfen in der Verdampfungszone nimmt das Wärmeträgerfluid entsprechende Wärme aus dem das Bohrloch, in dem die Erdwärmesonde angeordnet ist, umgebenden Untergrund auf. Durch Kondensation des Wärmeträgerfluides inThe evaporation zone, which can also be referred to as the heating zone, is conveniently, seen in the installation position of the geothermal probe in the borehole, formed by the lower region of the probe tube. For evaporation in the evaporation zone, the heat transfer fluid absorbs appropriate heat from the subsurface surrounding the borehole in which the geothermal probe is arranged. By condensing the heat transfer fluid in

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Patentamt einer Kühlzone der Erdwärmesonde kann die Wärme dann aus dem Wärmeträgerfluid gewonnen und der weiteren Verwendung zugeführt werden. Diese Kühlzone befindet sich in der Regel, in der Einbaustellung gesehen, im oberen Bereich der Erdwärmesonde. In der Kühlzone kann zur Gewinnung der Wärme ein Kondensator und/oder Wärmetauscher oder dergleichen angeordnet sein. Das Sondenrohr kann aber auch selbst als Kondensator und/oder Wärmetauscher zur Gewinnung der Wärme eingesetzt werden. Der Kondensator und/oder Wärmetauscher kann grundsätzlich getrennt von der Erdwärmesonde ausgeführt und mit dieser über entsprechende Rohrleitungen verbunden sein. Um Wärmeverluste möglichst zu vermeiden, sehen bevorzugte Varianten erfindungsgemäßer Erdwärmesonden aber vor, dass die Erdwärmesonde selbst einen Kondensator und/oder Wärmetauscher zum Kondensieren des sich im gasförmigen Zustand befindenden Wärmeträgerfluides in der Kühlzone aufweist. Der Kondensator und/oder Wärmetauscher kann dann, in der Einbaustellung gesehen, direkt am Sondenkopf der Erdwärmesonde, also an dem in Betriebsstellung bzw. Einbaustellung oberen Ende der Erdwärmesonde bzw. des Sondenrohres angebracht sein. Günstigerweise münden das Sondenrohr bzw. die Sondenrohre der erfindungsgemäßen Erdwärmesonde direkt in den Kondensator und/oder Wärmetauscher.Patent office of a cooling zone of the geothermal probe, the heat can then be obtained from the heat transfer fluid and used for further use. This cooling zone is usually located in the upper area of the geothermal probe, as seen in the installation position. A condenser and / or heat exchanger or the like can be arranged in the cooling zone to obtain the heat. The probe tube can also be used as a condenser and / or heat exchanger to generate the heat. The condenser and / or heat exchanger can in principle be designed separately from the geothermal probe and connected to it via corresponding pipelines. In order to avoid heat losses as far as possible, preferred variants of geothermal probes according to the invention provide that the geothermal probe itself has a condenser and / or heat exchanger for condensing the heat transfer fluid in the gaseous state in the cooling zone. The condenser and / or heat exchanger can then, as seen in the installation position, be attached directly to the probe head of the geothermal heat probe, that is to say to the upper end of the geothermal probe or the probe tube in the operating position or installation position. The probe tube or the probe tubes of the geothermal probe according to the invention advantageously open directly into the condenser and / or heat exchanger.

[0014] Die Sondenrohre erfindungsgemäßer Erdwärmesonden sind außen günstigerweise glatt, also insbesondere nicht als Wellrohr ausgebildet. Der Durchmesser des Rohrinnenhohlraums eines jeden Sondenrohres kann in bevorzugten Varianten von 10mm (Millimeter) bis 100mm, besonders bevorzugt von 14mm bis 50mm, betragen. Der Rohrinnenhohlraum der Sondenrohre erfindungsgemäßer Erdwärmesonden ist günstigerweise bis auf das dort vorhandene Wärmeträgermedium leer. Dies soll heißen, dass insbesondere keine sonstigen Einbauten bzw. Festkörper wie z.B. zusätzliche innen liegende Rohre oder dergleichen im Rohrinnenhohlraum vorhanden sind.The probe tubes of geothermal probes according to the invention are advantageously smooth on the outside, that is to say in particular they are not designed as corrugated tubes. In preferred variants, the diameter of the inner tube cavity of each probe tube can be from 10 mm (millimeters) to 100 mm, particularly preferably from 14 mm to 50 mm. The inner tube cavity of the probe tubes of geothermal probes according to the invention is advantageously empty except for the heat transfer medium present there. This means that in particular no other internals or solids such as additional inner tubes or the like are present in the inner tube cavity.

[0015] Eine Erdwärmesonde kann ein einziges Sondenrohr aufweisen. Bei erfindungsgemäßen Erdwärmesonden ist es aber genauso gut möglich, dass mehrere Sondenrohre sich in einem Bohrloch befinden und zu einer Erdwärmesonde zusammengefasst sind. Es kann dann auch vorgesehen sein, dass alle Sondenrohre einer Erdwärmesonde in einen gemeinsamen Kondensator münden oder mit diesem zumindest verbunden sind. Natürlich kann auch jedem einzelnen Sondenrohr oder einer Gruppe von Sondenrohren ein einzelner Kondensator zugeordnet sein.[0015] A geothermal probe can have a single probe tube. In the case of geothermal probes according to the invention, however, it is equally possible that several probe tubes are located in one borehole and are combined to form one geothermal probe. It can then also be provided that all probe tubes of a geothermal probe open into a common condenser or are at least connected to it. Of course, an individual capacitor can also be assigned to each individual probe tube or a group of probe tubes.

[0016] Die Länge der Sondenrohre kann bis zu 400 m betragen. Durch die Verklebung von Diffusionssperrschicht und Mantelschicht müssen die Sondenrohre beim Einbau in das Bohrloch nicht mit Überdruck beim Rohrinnenhohlraum beaufschlagt werden.The length of the probe tubes can be up to 400 m. Due to the gluing of the diffusion barrier layer and the jacket layer, the probe tubes do not have to be subjected to excess pressure in the interior of the tube when installed in the borehole.

[0017] Die Diffusionssperrschicht verhindert, wie oben bereits ausgeführt, die Diffusion des Wärmeträgerfluides, insbesondere auch im gasförmigen Zustand. Sie ist daher umfangsgeschlossen und weist keine Öffnung auf, durch die Wärmeträgerfluid austreten kann. Wie oben bereits ausgeführt, besteht die Diffusionssperrschicht aus Metall. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass es sich um ein reines Metall aber auch um eine Metalllegierung handeln kann. Besonders bevorzugt kommen hier Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, z.B. die Legierung 8006, 8011, 3003, 3005, 1200 oder 1050 zum Einsatz. Andere bevorzugte Varianten sehen vor, dass die Diffusionssperrschicht aus Edelstahl besteht oder dies zumindest aufweist. Bevorzugte Edelstahllegierungen sind z.B. 1.4301, 1.4306, 1.4404 oder 1.4016. Die Diffusionssperrschicht weist günstigerweise eine Wandstärke von 0,05mm (Millimeter) bis 1,0mm, vorzugsweise von 0,1mm bis 0,5mm auf. Bei Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen liegt die Wandstärke besonders bevorzugt im Bereich zwischen 0,4mm und 0,5mm. Bei Edelstahl sind bevorzugte Wandstärken insbesondere bei 0,1mm bis 0,25mm. Neben der Diffusionsdichtigkeit trägt die Diffusionssperrschicht auch zur Innendruckfestigkeit des Sondenrohres und zum optimierten Wärmeübergang durch die Wand des Sondenrohres bei. Als Alternativen zu Aluminium, Aluminiumlegierungen und Edelstahl können auch Titan oder Magnesium als reines Metall oder als Bestandteil einer Metalllegierung zur Ausbildung der Diffusionssperrschicht eingesetzt werden.As already stated above, the diffusion barrier layer prevents the diffusion of the heat transfer fluid, in particular also in the gaseous state. It is therefore circumferentially closed and has no opening through which heat transfer fluid can escape. As already stated above, the diffusion barrier layer consists of metal. This should be understood to mean that it can be a pure metal or a metal alloy. Aluminum or aluminum alloys, e.g. alloy 8006, 8011, 3003, 3005, 1200 or 1050. Other preferred variants provide that the diffusion barrier layer consists of stainless steel or at least has this. Preferred stainless steel alloys are e.g. 1.4301, 1.4306, 1.4404 or 1.4016. The diffusion barrier layer advantageously has a wall thickness of 0.05 mm (millimeters) to 1.0 mm, preferably 0.1 mm to 0.5 mm. In the case of aluminum or aluminum alloys, the wall thickness is particularly preferably in the range between 0.4 mm and 0.5 mm. For stainless steel, preferred wall thicknesses are in particular 0.1mm to 0.25mm. In addition to the diffusion tightness, the diffusion barrier layer also contributes to the internal pressure resistance of the probe tube and to the optimized heat transfer through the wall of the probe tube. As alternatives to aluminum, aluminum alloys and stainless steel, titanium or magnesium can also be used as pure metal or as part of a metal alloy to form the diffusion barrier layer.

[0018] Die Mantelschicht besteht aus Kunststoff. Es kann sich auch hier um reine Kunststoffe oder um Kunststoffe mit Zuschlagsstoffen oder anderen Anteilen handeln. Z.B. können dieseThe jacket layer is made of plastic. It can also be pure plastics or plastics with additives or other proportions. E.g. can this

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Kunststoffe Fasern wie z.B. Glasfasern oder Karbonfasern zur Faserverstärkung aber auch andere Füllstoffe mit enthalten. Bevorzugt handelt es sich bei den Kunststoffen zumindest in ihrer Grundmatrix um Thermoplaste oder Elastomere. Besonders bevorzugt kann der Kunststoff ein Polyethylen wie z.B. PE100-RC oder ein Polyamid wie z.B. PA12 sein. Die Mantelschicht kann in bevorzugten Varianten eine Wandstärke von 0,5mm bis 10mm, besonders bevorzugt von 0,4mm bis 4,0mm, aufweisen. Wie bereits ausgeführt, ist die Mantelschicht günstigerweise außen glatt also nicht als Wellrohr oder dergleichen ausgebildet. Die Mantelschicht dient als mechanischer Schutz der Diffusionssperrschicht nach außen und als Stabilisierung. Insbesondere verschafft die Mantelschicht zusammen mit der Verklebung dem Gesamtaufbau des Sondenrohres die nötige Knickfestigkeit, sodass die Diffusionssperrschicht, insbesondere auch beim Aufwickeln auf eine Rolle nicht geknickt wird. Darüber hinaus verstärkt die Mantelschicht auch noch die Innendruckfestigkeit des Sondenrohres. Außerdem verleiht sie dem Sondenrohr eine hohe Abriebfestigkeit nach außen und schützt das Metall der Diffusionssperrschicht vor Korrosion oder anderen chemischen Einwirkungen.Plastics fibers such as Glass fibers or carbon fibers for fiber reinforcement but also contain other fillers. The plastics, at least in their basic matrix, are preferably thermoplastics or elastomers. The plastic can particularly preferably be a polyethylene such as e.g. PE100-RC or a polyamide such as Be PA12. In preferred variants, the jacket layer can have a wall thickness of 0.5 mm to 10 mm, particularly preferably from 0.4 mm to 4.0 mm. As already stated, the outer layer is advantageously not smooth on the outside, that is, it is not designed as a corrugated tube or the like. The jacket layer serves as mechanical protection of the diffusion barrier layer to the outside and as stabilization. In particular, the jacket layer, together with the adhesive, provides the entire structure of the probe tube with the necessary kink resistance, so that the diffusion barrier layer is not kinked, particularly when it is wound up on a roll. In addition, the jacket layer also increases the internal pressure resistance of the probe tube. It also gives the probe tube a high level of external abrasion resistance and protects the metal of the diffusion barrier layer against corrosion or other chemical influences.

[0019] Der Kleber, mit dem die Diffusionssperrschicht und die Mantelschicht miteinander verklebt sind, muss grundsätzlich dazu geeignet sein, die entsprechenden Materialien der Mantelschicht und der Diffusionssperrschicht miteinander zu verkleben. Günstigerweise kommen hier polymere Kleber zum Einsatz. Das Trägermaterial des Klebers ist günstigerweise derselbe Kunststofftyp wie der Kunststoff der Mantelschicht. Handelt es sich beim Kunststoff der Mantelschicht z.B. um ein Polyethylen so ist das Trägermaterial des Klebers günstigerweise auch ein Polyethylen, wobei es sich nicht zwingend um dieselben Polyethylene handeln muss. Das Gleiche gilt für Varianten bei denen die Mantelschicht z.B. aus Polyamid besteht. Auch hier ist es dann günstig, wenn das Trägermaterial des Klebers ein Polyamid ist, auch wenn es nicht identisch dasselbe Polyamid wie der Kunststoff der Mantelschicht sein muss. Der Kleber kann darüber hinaus zur Verklebung mit dem Metall modifiziert sein, z.B. indem er entsprechend funktionale Gruppen wie z.B. Anhydrid, Maleinsäure-Anhydrid oder ähnliche funktionale Gruppen aufweist.The adhesive with which the diffusion barrier layer and the cladding layer are glued to one another must in principle be suitable for gluing the corresponding materials of the cladding layer and the diffusion barrier layer to one another. Polymeric adhesives are favorably used here. The carrier material of the adhesive is advantageously the same type of plastic as the plastic of the covering layer. If the plastic of the cladding layer is e.g. around a polyethylene, the carrier material of the adhesive is advantageously also a polyethylene, although it does not necessarily have to be the same polyethylene. The same applies to variants in which the cladding layer e.g. consists of polyamide. It is also advantageous here if the carrier material of the adhesive is a polyamide, even if it does not have to be the same polyamide as the plastic of the covering layer. The adhesive may also be modified to be bonded to the metal, e.g. by adding functional groups such as Has anhydride, maleic anhydride or similar functional groups.

[0020] Die Dicke des Klebers zwischen Mantelschicht und Diffusionssperrschicht beträgt günstigerweise zwischen 0,03mm und 0,30mm, besonders bevorzugt von 0,05mm bis 0,15mm. Grundsätzlich könnte der Kleber zwischen Diffusionssperrschicht und Mantelschicht punktförmig, streifenförmig oder dergleichen ausgebildet sein. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sehen aber vor, dass der Kleber in Form einer Klebschicht ausgebildet ist, indem die Diffusionssperrschicht mit der Mantelschicht und/oder die gegebenenfalls vorhandene Innenschicht mit der Diffusionssperrschicht mittels zumindest einer zwischen ihnen angeordneten Klebschicht vollflächig miteinander verklebt sind.The thickness of the adhesive between the cladding layer and diffusion barrier layer is advantageously between 0.03mm and 0.30mm, particularly preferably from 0.05mm to 0.15mm. In principle, the adhesive between the diffusion barrier layer and the cladding layer could be punctiform, strip-shaped or the like. However, particularly preferred embodiments provide that the adhesive is in the form of an adhesive layer, in that the diffusion barrier layer is glued to the outer layer and / or the optionally present inner layer to the diffusion barrier layer by means of at least one adhesive layer arranged between them over the entire surface.

[0021] In ihrem Grundaufbau ist die Wandung der Sondenrohre erfindungsgemäßer Erdwärmesonden somit bevorzugt zumindest dreischichtig aus Diffusionssperrschicht, Kleber und Mantelschicht aufgebaut. Es sind aber auch noch erfindungsgemäße Aufbauten mit mehr Schichten denkbar. Z.B. kann vorgesehen sein, dass auf einer zum Rohrinnenhohlraum weisenden Oberfläche der Diffusionssperrschicht zusätzlich eine Innenschicht aus Kunststoff angeordnet ist.In its basic structure, the wall of the probe tubes of geothermal probes according to the invention is thus preferably constructed at least in three layers from diffusion barrier layer, adhesive and jacket layer. However, structures according to the invention with more layers are also conceivable. E.g. it can be provided that an inner layer made of plastic is additionally arranged on a surface of the diffusion barrier layer facing the inner tube cavity.

[0022] Hierbei ist günstigerweise vorgesehen, dass die Innenschicht mit der Diffusionssperrschicht verklebt ist. Auch hier handelt es sich bei der Verklebung um eine günstigerweise vollflächige Klebschicht. Auch die Innenschicht besteht günstigerweise aus Kunststoff. Es können z.B. dieselben Kunststoffe wie bei der Mantelschicht eingesetzt werden. Die Wandstärke der gegebenenfalls vorhandenen Innenschicht beträgt günstigerweise von 0,5mm bis 6,0mm, bevorzugt von 1,0mm bis 5,0mm. Sofern sie vorhanden ist, erhöht diese Innenschicht die Innendruckfestigkeit des Sondenrohres. Darüber hinaus kann sie auch zur weiteren Stabilisierung der Diffusionssperrschicht eingesetzt werden. Wie gesagt, ist diese Innenschicht aber optional und muss nicht zwingend vorhanden sein.It is advantageously provided that the inner layer is glued to the diffusion barrier layer. Here too, the adhesive bond is advantageously a full-surface adhesive layer. The inner layer also advantageously consists of plastic. For example, the same plastics as used for the cladding layer. The wall thickness of the inner layer which may be present is advantageously from 0.5 mm to 6.0 mm, preferably from 1.0 mm to 5.0 mm. If it is present, this inner layer increases the internal pressure resistance of the probe tube. In addition, it can also be used to further stabilize the diffusion barrier layer. As I said, this inner layer is optional and does not have to be present.

[0023] Bei erfindungsgemäßen Erdwärmesonden ist, wie bereits oben ausgeführt, günstigerweise vorgesehen, dass das Sondenrohr für die Lagerung und/oder den Transport vor dem Einbau in ein Bohrloch zu einer Rolle aufgewickelt oder aufwickelbar ist. Der Innenradius einer solchen Rolle bzw. der kleinste Biegeradius beim Aufwickeln des Sondenrohres liegt günstigerIn geothermal probes according to the invention, as already explained above, it is advantageously provided that the probe tube for storage and / or transport is wound into a roll or can be wound up before being installed in a borehole. The inner radius of such a roll or the smallest bending radius when winding up the probe tube is more favorable

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Patentamt weise im Bereich zwischen dem 5-fachen und dem 20-fachen des Durchmessers des Rohrinnenhohlraums des jeweiligen Sondenrohres.Patent Office wise in the range between 5 times and 20 times the diameter of the inner tube cavity of the respective probe tube.

[0024] Wie oben bereits angeführt, betrifft die Erfindung auch eine Anordnung mit einem in einem Untergrund angeordneten Bohrloch und zumindest einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde, wobei das zumindest eine Sondenrohr der Erdwärmesonde in dem Bohrloch angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen der Bohrlochwand des Bohrlochs und dem Sondenrohr bzw. den Sondenrohren kann dann zur Stabilisierung des Sondenrohres bzw. der Sondenrohre aber auch zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit einem an sich bekannten Füllmaterial wie z.B. Bentonit befüllt sein. An seinem, im Bohrloch gesehen unteren Ende kann das Sondenrohr z.B. mittels einer Kappe und/oder mittels Verschweißen oder in anderer geeigneter Art und Weise verschlossen sein. Es ist aber auch möglich, zwei Sondenrohre einer Erdwärmesonde Uförmig z.B. am Sondenfuß miteinander zu verbinden. Der Sondenfuß bezeichnet das untere Ende der Erdwärmesonde im in das Bohrloch eingebauten Zustand. Am gegenüberliegenden also am in der Einbaustellung oberen Ende der Erdwärmesonde bzw. der Sondenrohre liegt der Sondenkopf. An diesem ist, wie oben bereits ausgeführt, günstigerweise der Kondensator vorgesehen.As already stated above, the invention also relates to an arrangement with a borehole arranged in a subsurface and at least one geothermal probe according to the invention, the at least one probe tube of the geothermal probe being arranged in the borehole. The space between the borehole wall of the borehole and the probe tube or tubes can then be used to stabilize the probe tube or tubes but also to improve the heat transfer with a filler material known per se, such as e.g. Be filled with bentonite. At its lower end, as seen in the borehole, the probe tube can e.g. be closed by means of a cap and / or by means of welding or in another suitable manner. However, it is also possible to use two probe tubes of a U-shaped geothermal probe, e.g. to connect to each other at the probe base. The probe foot denotes the lower end of the geothermal probe when installed in the borehole. The probe head is located at the opposite end at the upper end of the geothermal probe or probe tubes in the installation position. As already explained above, the capacitor is advantageously provided on this.

[0025] Die Sondenrohre erfindungsgemäßer Erdwärmesonden können mit beim Stand der Technik an sich bekannten Mitteln hergestellt werden. Z.B. ist es möglich, die Mantelschicht und die Klebschicht durch Coextrusion auf einem entsprechenden, die Diffusionssperrschicht bildenden Metallrohr aufzubringen. Das Metallrohr kann vorher mit an sich bekannten Mitteln hergestellt werden. Sofern eine Innenschicht vorhanden ist, kann diese mit der ihr zugeordneten Klebschicht ebenfalls in Coextrusion hergestellt werden. Auch andere Herstellungsverfahren sind natürlich denkbar.The probe tubes of geothermal probes according to the invention can be produced using means known per se in the prior art. E.g. it is possible to apply the cladding layer and the adhesive layer by coextrusion to a corresponding metal tube forming the diffusion barrier layer. The metal tube can be manufactured beforehand by means known per se. If an inner layer is present, it can also be produced in coextrusion with the adhesive layer assigned to it. Other manufacturing processes are of course also conceivable.

[0026] Wie bereits oben ausgeführt, ist im Betrieb der Erdwärmesonde günstigerweise vorgesehen, dass das Wärmeträgerfluid in flüssiger Form an der den Rohrinnenhohlraum begrenzenden Innenoberfläche des Sondenrohres zur Verdampfungszone, also in Richtung hin zum Bohrlochtiefsten zurückfließt. Bei der Innenoberfläche kann es sich dabei sowohl um die zum Rohrinnenhohlraum weisende Oberfläche der Diffusionssperrschicht aber, sofern eine Innenschicht vorhanden ist, auch um die zum Rohrinnenhohlraum weisende Oberfläche der Innenschicht handeln. Beim Entlangfließen des flüssigen Wärmeträgerfluides an der Innenoberfläche bildet sich eine Art Flüssigkeitsfilm aus, wobei es erstrebenswert ist, dass dieser Flüssigkeitsfilm bzw. das flüssige Wärmeträgerfluid sich zur besseren Wärmeaufnahme möglichst gleichmäßig über den gesamten Umfang der Innenoberfläche des Sondenrohres verteilt. Um dies zu fördern, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Sondenrohr an seiner den Rohrinnenhohlraum begrenzenden Innenoberfläche eine Rillenstruktur zur Verteilung des Wärmeträgerfluides über den Umfang der Innenoberfläche aufweist, wobei die Rillenstruktur bildende Rillen schräg zu einer Längsachse des Sondenrohres verlaufend angeordnet sind. Das Wort „schräg bedeutet dabei, dass die Rillen weder orthogonal noch parallel zur Längsachse des Sondenrohres verlaufen. Günstigerweise schließen die Rillen mit der Längsachse bzw. mit einer Parallelen zur Längsachse einen Winkel von 5° bis 85°, besonders bevorzugt einen Winkel von 40° bis 50°, ein. Die Rillen können dabei in der Art eines Gewindegangs, also spiralförmig umlaufend entlang der Innenoberfläche verlaufen. Es kann sich aber auch um sich kreuzende Rillen handeln. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Rillen in einem bestimmten Bereich parallel zueinander verlaufen und dann in einem benachbarten Bereich hierzu in einer anderen Richtung parallel zueinander verlaufen, um nur einige Beispiele zu nennen.As already stated above, it is advantageously provided in operation of the geothermal probe that the heat transfer fluid flows back in liquid form on the inner surface of the probe tube delimiting the inner tube cavity to the evaporation zone, that is to say in the direction towards the deepest hole. The inner surface can be both the surface of the diffusion barrier layer facing the inner tube cavity and, if an inner layer is present, the surface of the inner layer facing the inner tube cavity. When the liquid heat transfer fluid flows along the inner surface, a kind of liquid film forms, it being desirable that this liquid film or the liquid heat transfer fluid is distributed as evenly as possible over the entire circumference of the inner surface of the probe tube for better heat absorption. In order to promote this, preferred variants of the invention provide that the probe tube has a groove structure on its inner surface delimiting the inner tube cavity for distributing the heat transfer fluid over the circumference of the inner surface, the grooves forming grooves structure being arranged obliquely to a longitudinal axis of the probe tube. The word “oblique” means that the grooves are neither orthogonal nor parallel to the longitudinal axis of the probe tube. The grooves advantageously form an angle of 5 ° to 85 ° with the longitudinal axis or with a parallel to the longitudinal axis, particularly preferably an angle of 40 ° to 50 °. The grooves can run in the manner of a thread, that is to say spirally around the inner surface. But it can also be crossed grooves. Provision can also be made for the grooves to run parallel to one another in a certain region and then to run parallel to one another in a neighboring region for this purpose, to name just a few examples.

[0027] Eine weitere Möglichkeit den Flüssigkeitsfilm des Wärmeträgerfluides möglichst gleichmäßig auf der Innenoberfläche des Sondenrohres zu verteilen, besteht darin, die Materialien so zu wählen, dass aufgrund ihrer Oberflächenspannung eine Benetzung der Innenoberfläche des Rohrinnenhohlraums entsteht. Hierzu können auf der Innenoberfläche gegebenenfalls auch entsprechende Beschichtungen aufgebracht werden. Es kann sich hier z.B. um Materialien mit weiteren Funktionen, wie z.B. Polymere, handeln. Die Wandstärke solcher zusätzlichen Beschichtungen liegt günstigerweise im Bereich von 0,01mm bis 0,2mm. Besonders bevorzugt ist bei solchen Varianten vorgesehen, dass das Sondenrohr an seiner den RohrinnenhohlraumAnother possibility to distribute the liquid film of the heat transfer fluid as evenly as possible on the inner surface of the probe tube is to choose the materials so that due to their surface tension there is a wetting of the inner surface of the inner tube cavity. Appropriate coatings can also be applied to the inner surface for this purpose. It can e.g. materials with other functions, such as Polymers, act. The wall thickness of such additional coatings is advantageously in the range from 0.01 mm to 0.2 mm. In such variants, it is particularly preferably provided that the probe tube has the inner tube cavity on it

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Patentamt begrenzenden Innenoberfläche zur Benetzung der Innenoberfläche mit Wärmeträgerfluid eine Oberflächenspannung aufweist, welche gleich oder größer der Oberflächenspannung des Wärmeträgerfluides im flüssigen Zustand ist. Während z.B. Kohlendioxid eine Oberflächenspannung von 4,5 mN/m (Millinewton pro Meter) aufweist, haben Metalle üblicherweise Oberflächenspannungen größer 1000 mN/m und Kunststoffe wie z.B. Polyethylen immer noch Oberflächenspannungen von 35,7 mN/m oder dergleichen.Patent office limiting inner surface for wetting the inner surface with heat transfer fluid has a surface tension which is equal to or greater than the surface tension of the heat transfer fluid in the liquid state. While e.g. Carbon dioxide has a surface tension of 4.5 mN / m (millinewtons per meter), metals usually have surface tensions greater than 1000 mN / m and plastics such as e.g. Polyethylene still has surface tensions of 35.7 mN / m or the like.

[0028] Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausführungsvarianten der Erfindung werden beispielhaft in den nachfolgend beschriebenen Figuren dargestellt. Es zeigen:Further features and details of preferred embodiments of the invention are exemplified in the figures described below. Show it:

[0029] Fig. 1 Figure 1 schematisiert die Anordnung einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde mit einem Erdwärmesondenrohr in einem Bohrloch; schematically shows the arrangement of a geothermal probe according to the invention with a geothermal probe tube in a borehole; [0030] Fig. 2 bis 4 2 to 4 Abschnitte von Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Erdwärmesonden im Bohrloch mit mehr als einem Sondenrohr; Sections of design variants of geothermal probes according to the invention in the borehole with more than one probe tube; [0031] Fig. 5 bis 7 5 to 7 Darstellungen zu einem Sondenrohr mit einem dreischichtigen Wandaufbau; Representations of a probe tube with a three-layer wall structure; [0032] Fig. 8 bis 10 8 to 10 Darstellungen zu einem Sondenrohr einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde mit einem fünfschichtigen Wandaufbau; Representations to a probe tube of a geothermal probe according to the invention with a five-layer wall structure; [0033] Fig. 11 bis 14 11 to 14 Darstellungen zu verschiedenen Möglichkeiten der Ausbildung von Rillenstrukturen an der den Rohrinnenhohlraum begrenzenden Innenoberfläche und Representations of various possibilities for the formation of groove structures on the inner surface delimiting the inner tube cavity and [0034] Fig. 15 und 16 15 and 16 Darstellungen einer zu einer Rolle aufgewickelten erfindungsgemäßen Erdwärmesonde vor dem Einbau ins Bohrloch. Representations of a geothermal probe according to the invention wound into a roll before installation in the borehole.

[0035] Fig. 1 zeigt schematisiert eine erfindungsgemäße Erdwärmesonde 1 in Betriebsstellung. Das Sondenrohr 2 ist in einem im Untergrund 22 angeordneten Bohrloch 19 eingebaut. Das Füllmaterial 25 füllt den Zwischenraum zwischen dem Sondenrohr 2 und der Wandung des Bohrlochs 19. Ein geeignetes Füllmaterial 25 zur Förderung der Wärmeübertragung ist z.B. Bentonit. Es können aber auch alle anderen beim Stand der Technik bekannten bzw. geeigneten Füllmaterialien zum Einsatz kommen. Dargestellt sind in Fig. 1 der untere Bereich des Sondenrohrs 2, in dem sich die Verdampfungszone 21 befindet und der obere Bereich des Bohrlochs 19 mit der Kühlzone 31, in der das Sondenrohr 2 bevorzugt knapp unter der Geländeoberkante 24 angeordnet ist. Am oberen Ende und damit in der Kühlzone 31, also am Sondenkopf des Sondenrohrs 2, weist die Erdwärmesonde 1 im gezeigten Beispiel den Kondensator 18 zum Kondensieren des sich im gasförmigen Zustand befindenden Wärmeträgerfluids auf. Der Kondensator 18 kann gemäß des Standes der Technik ausgebildet sein und ist hier nicht genauer dargestellt. Über die Zu- und Abführleitungen 30 kann die durch Kondensation des gasförmigen Wärmeträgerfluids 4 gewonnene Wärme einer Nutzung zugeführt werden.1 schematically shows a geothermal probe 1 according to the invention in the operating position. The probe tube 2 is installed in a borehole 19 arranged in the underground 22. The filling material 25 fills the space between the probe tube 2 and the wall of the borehole 19. A suitable filling material 25 for promoting heat transfer is e.g. Bentonite. However, all other filling materials known or suitable in the prior art can also be used. 1 shows the lower region of the probe tube 2, in which the evaporation zone 21 is located, and the upper region of the borehole 19 with the cooling zone 31, in which the probe tube 2 is preferably arranged just below the top edge 24 of the terrain. At the upper end and thus in the cooling zone 31, that is to say at the probe head of the probe tube 2, the geothermal probe 1 in the example shown has the condenser 18 for condensing the heat transfer fluid which is in the gaseous state. The capacitor 18 can be designed in accordance with the prior art and is not shown in more detail here. The heat obtained by condensation of the gaseous heat transfer fluid 4 can be supplied for use via the supply and discharge lines 30.

[0036] Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Erdwärmesonde 1 genau ein Sondenrohr 2 auf, welches an seinem unteren Ende, also am Sondenfuß von einem hier kappenförmig ausgeführten Endabschluss 23 verschlossen ist. Der Durchmesser 10 des Rohrinnenhohlraums 3 beträgt in bevorzugten Ausführungsformen, wie bereits eingangs erläutert, Werte von 10 bis 100mm, besonders bevorzugt von 14 bis 50mm. Der Rohrinnenhohlraum 3 des Sondenrohres 2 erstreckt sich vom Sondenkopf, im gezeigten Beispiel also vom Kondensator 18, bis zum Endabschluss 23. Im Rohrinnenhohlraum 3, welcher von der Wandung 5 des Sondenrohres 2 umgeben ist, befindet sich bis auf gegebenenfalls vorhandene sonstige Gase außer dem Wärmeträgerfluid 4 nichts, also insbesondere auch keine sonstigen Einbauten und/oder Festkörper.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the geothermal probe 1 according to the invention has exactly one probe tube 2, which is closed at its lower end, that is to say on the probe foot, by an end closure 23 embodied here in the form of a cap. In preferred embodiments, as already explained at the beginning, the diameter 10 of the inner tube cavity 3 is from 10 to 100 mm, particularly preferably from 14 to 50 mm. The inner tube cavity 3 of the probe tube 2 extends from the probe head, in the example shown, from the condenser 18 to the end termination 23. In the inner tube cavity 3, which is surrounded by the wall 5 of the probe tube 2, except for any other gases present, apart from the heat transfer fluid 4 nothing, in particular no other internals and / or solid bodies.

[0037] Zum erfindungsgemäßen Aufbau der Wandung 5 des Sondenrohres 2 wird beispielhaft auf die in den Fig. 5 bis 9 gezeigten Ausführungsvarianten verwiesen, welche weiter unten erläutert werden.For the construction of the wall 5 of the probe tube 2 according to the invention, reference is made, for example, to the embodiment variants shown in FIGS. 5 to 9, which are explained further below.

[0038] Im Betrieb der Erdwärmesonde 1 wird das Wärmeträgerfluid 4 in der Verdampfungszone verdampft und steigt im gasförmigen Zustand im Inneren des Rohrinnenhohlraums 3 bis inIn the operation of the geothermal probe 1, the heat transfer fluid 4 is evaporated in the evaporation zone and rises in the gaseous state inside the tube cavity 3 to in

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Patentamt den Kondensator 18 hinein auf. Im Kondensator 18 kondensiert das gasförmige Wärmeträgerfluid 4 und wird zur Flüssigkeit, wobei die aus dem Bohrloch 19 bzw. dem das Bohrloch 19 umgebenden Untergrund 22 gewonnene Wärme abgegeben und über die Zu- und Ableitung 30 abtransportiert und nutzbar gemacht wird. Das so abgekühlte und wieder verflüssigte Wärmeträgerfluid 4 fließt dann entlang der den Rohrinnenhohlraum 3 umgebenden Innenoberfläche 11 des Sondenrohres 2 wieder nach unten in Richtung Endabschluss 23 des Sondenrohres 2 und nimmt dabei die über das Füllmaterial 25 und die Wandung 5 des Sondenrohres 2 herantransportierte Wärme des Untergrundes 22 auf, sodass das flüssige Wärmeträgerfluid 4 in der Verdampfungszone 21 wieder verdampft und im Rohrinnenhohlraum 3 wieder aufsteigt.Patent Office on the capacitor 18. The gaseous heat transfer fluid 4 condenses in the condenser 18 and becomes a liquid, the heat obtained from the borehole 19 or the subsurface 22 surrounding the borehole 19 being emitted and transported away and made usable via the inlet and outlet 30. The thus cooled and liquefied heat transfer fluid 4 then flows along the inner surface 11 of the probe tube 2 surrounding the inner tube cavity 3 downward in the direction of the end closure 23 of the probe tube 2 and thereby takes the heat of the substrate transported over the filling material 25 and the wall 5 of the probe tube 2 22 so that the liquid heat transfer fluid 4 evaporates again in the evaporation zone 21 and rises again in the inner tube cavity 3.

[0039] In den Fig. 2 und 3 ist beispielhaft veranschaulicht, dass eine erfindungsgemäße Erdwärmesonde 1, welche in ein Bohrloch 19 eingebaut ist, nicht nur ein, sondern auch mehrere Sondenrohre 2 aufweisen kann. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das untere Ende der Erdwärmesonde 1 im Bohrloch 19. Fig. 3 zeigt den Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie AA aus Fig. 2. Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 und 3 weist die Erdwärmesonde 1 insgesamt vier Sondenrohre 2 auf, die parallel zueinander gemeinsam in dem ansonsten wiederum mit Füllmaterial 25 verfüllten Bohrloch 19 angeordnet sind. Die Endabschlüsse 23 dieser Sondenrohre 2 sind wiederum jeweils als Kappe ausgeführt. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante, bei der beispielhaft zwei Sondenrohre 2 an ihrem unteren Ende als Endabschluss 23 über einen gekrümmten Abschnitt miteinander verbunden sind. Auch dies ist natürlich möglich. Auch bei solchen Ausgestaltungsformen können zwei oder mehr Sondenrohre 2 als Teil einer Erdwärmesonde 1 in einem einzigen Bohrloch 19 angeordnet sein.2 and 3 illustrate by way of example that a geothermal probe 1 according to the invention, which is installed in a borehole 19, can have not only one, but also several probe tubes 2. FIG. 2 shows a longitudinal section through the lower end of the geothermal probe 1 in the borehole 19. FIG. 3 shows the horizontal section along the section line AA from FIG. 2. In the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the geothermal probe 1 has a total of four probe tubes 2 , which are arranged parallel to each other in the otherwise in turn filled with filler 25 borehole 19. The end terminations 23 of these probe tubes 2 are each designed as a cap. FIG. 4 shows a further variant, in which, for example, two probe tubes 2 are connected to one another at their lower end as an end termination 23 via a curved section. Of course, this is also possible. Even in such embodiments, two or more probe tubes 2 can be arranged as part of a geothermal probe 1 in a single borehole 19.

[0040] Die Fig. 5 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Wandung 5 eines erfindungsgemäßen Sondenrohres 2. In diesem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen dreischichtigen Aufbau. Fig. 5 zeigt den Längsschnitt entlang der Schnittlinie CC aus Fig. 6. Fig. 7 zeigt einen Wandabschnitt der Wandung 5 aus dem Bereich B aus Fig. 5 vergrößert.5 to 7 show a first embodiment of the wall 5 of a probe tube 2 according to the invention. In this first embodiment, it is a three-layer structure. FIG. 5 shows the longitudinal section along the section line CC from FIG. 6. FIG. 7 shows a wall section of the wall 5 from region B from FIG. 5 enlarged.

[0041] Erfindungsgemäß weist die Wandung 5 eine Diffusionssperrschicht 6 aus Metall und eine diese außen umgebende Mantelschicht 7 aus Kunststoff auf, wobei diese beiden Schichten, also die Diffusionssperrschicht 6 und die Mantelschicht 7 miteinander verklebt sind. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 bis 7 ist diese Verklebung mittels einer durchgehenden vollflächigen Klebschicht 17 realisiert. Zur Wandstärke 8 der Diffusionssperrschicht 6, zur Wandstärke 9 der Mantelschicht 7 sowie zur Dicke 26 der Klebschicht 17 wird auf die eingangs genannten bevorzugten Wertebereiche verwiesen. Dies gilt auch für die bevorzugten Bereiche des Durchmessers 10 des Rohrinnenhohlraums 3 des Sondenrohres 2. Darüber hinaus wurden auch die bevorzugten Materialien, welche zur Ausbildung der Diffusionssperrschicht 6, der Mantelschicht 7 und der Klebschicht 17 verwendet werden können, bereits eingangs erläutert. Auch hierauf wird somit verwiesen.According to the invention, the wall 5 has a diffusion barrier layer 6 made of metal and a jacket layer 7 surrounding it on the outside made of plastic, these two layers, that is to say the diffusion barrier layer 6 and the jacket layer 7, being glued to one another. In the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7, this bonding is realized by means of a continuous, full-surface adhesive layer 17. For the wall thickness 8 of the diffusion barrier layer 6, for the wall thickness 9 of the cladding layer 7 and for the thickness 26 of the adhesive layer 17, reference is made to the preferred value ranges mentioned at the outset. This also applies to the preferred areas of the diameter 10 of the inner tube cavity 3 of the probe tube 2. In addition, the preferred materials which can be used to form the diffusion barrier layer 6, the jacket layer 7 and the adhesive layer 17 have already been explained at the beginning. This also refers to this.

[0042] Die Fig. 8 bis 10 zeigen beispielhaft eine weitere Möglichkeit, wie die Wandung 5 eines Sondenrohres 2 einer erfindungsgemäßen Erdwärmesonde 1 aufgebaut sein kann. Hier handelt es sich um einen fünfschichtigen Aufbau. Zusätzlich zu den bereits in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Schichten weist die Wandung 5 hier noch eine Innenschicht 16 aus Kunststoff auf, welche mittels einer zusätzlichen Klebschicht 17 auf der zum Innenhohlraum 3 weisenden Oberfläche 15 der Diffusionssperrschicht 6 aufgebracht ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Diffusionssperrschicht 6 und die Mantelschicht 7, als auch die Diffusionssperrschicht 6 und die Innenschicht 16 mittels entsprechender Klebschichten 17 miteinander verklebt. Zu den Schichtdicken und bevorzugten Materialien wird wiederum auf die eingangs bereits dargelegten Ausführungen verwiesen. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufbaus einer Wandung 5, zeigt Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Sondenrohr 2 entlang der Schnittlinie EE aus Fig. 9. Fig. 10 zeigt den Bereich D der Wandung 5 aus Fig. 8 vergrößert.8 to 10 show an example of a further possibility of how the wall 5 of a probe tube 2 of a geothermal probe 1 according to the invention can be constructed. This is a five-layer structure. In addition to the layers already shown in FIGS. 5 to 7, the wall 5 here also has an inner layer 16 made of plastic, which is applied by means of an additional adhesive layer 17 on the surface 15 of the diffusion barrier layer 6 facing the inner cavity 3. In this exemplary embodiment, both the diffusion barrier layer 6 and the cladding layer 7, and also the diffusion barrier layer 6 and the inner layer 16 are glued to one another by means of corresponding adhesive layers 17. Regarding the layer thicknesses and preferred materials, reference is again made to the explanations already set out at the beginning. In this second exemplary embodiment of a construction of a wall 5 according to the invention, FIG. 8 shows a longitudinal section through the probe tube 2 along the section line EE from FIG. 9. FIG. 10 shows the area D of the wall 5 from FIG. 8 enlarged.

[0043] Wie eingangs bereits erläutert, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenoberfläche 11 des Sondenrohres 2, also die Oberfläche entlang der das flüssige Wärmeträgerfluid 4 nach unten fließt, so ausgebildet ist, dass das flüssige Wärmeträgerfluid 4 in Umfangsrichtung möglichst gleichmäßig über die Innenoberfläche 11 verteilt wird. Bezugnehmend auf die Fig. 5 bis 10 ist darauf hinzuweisen, dass diese Innenoberfläche 11 sowohl direkt in der Diffusionssperr7/17As already explained at the beginning, it is preferably provided that the inner surface 11 of the probe tube 2, that is to say the surface along which the liquid heat transfer fluid 4 flows downward, is designed such that the liquid heat transfer fluid 4 is as uniform as possible in the circumferential direction over the inner surface 11 is distributed. 5 to 10 it should be noted that this inner surface 11 is both directly in the diffusion barrier 7/17

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Patentamt schicht 6 als auch, soweit vorhanden, in der Innenschicht 16 angeordnet sein kann.Patent office layer 6 and, if present, can be arranged in the inner layer 16.

[0044] Eine der möglichen Maßnahmen, um das flüssige Wärmeträgerfluid 4 in Umfangsrichtung möglichst gleichmäßig über die Innenoberfläche 11 zu verteilen, ist es, wie eingangs bereits erläutert, die Innenoberfläche 11 mit einer entsprechenden Rillenstruktur 12 auszustatten. Fig. 11 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die die Rillenstruktur 12 bildenden Rillen 13 Gewinde bzw. spiralenförmig um die Längsachse 14 des Sondenrohrs 2 umlaufend ausgebildet sind. In Fig. 11 ist der Winkel 27 zwischen den Rillen 13 und der Längsachse 14 des Sondenrohres 2 relativ gering ausgebildet. Er beträgt hier nur 3°. Fig. 12 zeigt einen Horizontalschnitt durch das Sondenrohr 2 gemäß Fig. 11. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der Wandung 5 hier um einen fünfschichtigen Aufbau handelt, bei dem die Innenoberfläche 11, in der sich die Rillenstruktur 12 befindet, eine innere Oberfläche der Innenschicht 16 ist.One of the possible measures to distribute the liquid heat transfer fluid 4 in the circumferential direction as evenly as possible over the inner surface 11 is, as already explained at the beginning, to equip the inner surface 11 with a corresponding groove structure 12. FIG. 11 shows a first exemplary embodiment, in which the grooves 13 forming the groove structure 12 have threads or spirals around the longitudinal axis 14 of the probe tube 2. 11, the angle 27 between the grooves 13 and the longitudinal axis 14 of the probe tube 2 is made relatively small. It is only 3 ° here. FIG. 12 shows a horizontal section through the probe tube 2 according to FIG. 11. For the sake of completeness, it is pointed out that the wall 5 is a five-layer structure in which the inner surface 11 in which the groove structure 12 is located, is an inner surface of the inner layer 16.

[0045] Die Innenschicht 16 und die Klebschicht 17 können aber, wie gesagt, auch weggelassen werden. In diesen Fällen ist dann die Innenoberfläche 11, in der die Rillenstruktur 12, soweit vorhanden, angeordnet ist, die innere Oberfläche 15 der Diffusionssperrschicht 6.The inner layer 16 and the adhesive layer 17 can, as said, also be omitted. In these cases, the inner surface 11, in which the groove structure 12, if present, is arranged, is the inner surface 15 of the diffusion barrier layer 6.

[0046] Die Fig. 13 und 14 zeigen weitere Varianten der Rillenstruktur 12. In Fig. 13 handelt es sich um eine dichte Abfolge von Rillen 13, welche in einem Winkel 27 von 45° gegen die Längsachse 14 angeordnet sind und sich gegenseitig kreuzen. In der Variante gemäß Fig. 14 ist die Innenoberfläche 11 in viele einander benachbarte Felder unterteilt, in denen die Rillen 13 jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Auch hier sind die Rillen 13 in einem Winkel 27 von 45° gegen die Längsachse 14 des Sondenrohres 2 angeordnet.13 and 14 show further variants of the groove structure 12. In FIG. 13 there is a dense sequence of grooves 13 which are arranged at an angle 27 of 45 ° to the longitudinal axis 14 and cross each other. In the variant according to FIG. 14, the inner surface 11 is divided into many adjacent fields, in which the grooves 13 are arranged parallel to one another. Here, too, the grooves 13 are arranged at an angle 27 of 45 ° to the longitudinal axis 14 of the probe tube 2.

[0047] All dies sind natürlich nur ausgewählte Beispiele einer entsprechenden Rillenstruktur 12. Diese kann natürlich auch anders ausgeformt sein. Wichtig ist nur, dass sie dabei hilft, das flüssige Wärmeträgerfluid 4 möglichst gleichmäßig in Umfangsrichtung des Sondenrohres auf der Innenoberfläche 11 zu verteilen.All of these are of course only selected examples of a corresponding groove structure 12. This can of course also be shaped differently. It is only important that it helps to distribute the liquid heat transfer fluid 4 as evenly as possible in the circumferential direction of the probe tube on the inner surface 11.

[0048] Eine weitere Maßnahme, welche anstelle dessen oder zusätzlich realisiert werden kann, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des flüssigen Wärmeträgerfluids 4 in Umfangsrichtung über die Innenoberfläche 11 zu erzielen, besteht darin, diese Innenoberfläche 11 mit einer gewissen Rauheit und/oder kapillaren Struktur zu versehen. Günstig sind hierbei Rauheitsklassen im Bereich N8 bis 12 (Ra3.2 bis 50) für grobe Oberflächenstrukturen und die Rauheitsklassen N7 oder kleiner (<=Ra1,6) für feinere Oberflächenstrukturen. Die Rauheitsklassen sind dabei in den Normen DIN EN ISO 4287 (in der Fassung 2010-7) und DIN 4760 (in der Fassung 1982-06) beschrieben.A further measure, which can instead or in addition be implemented in order to achieve the most uniform possible distribution of the liquid heat transfer fluid 4 in the circumferential direction over the inner surface 11, is to this inner surface 11 with a certain roughness and / or capillary structure Mistake. Roughness classes in the range N8 to 12 (Ra3.2 to 50) for coarse surface structures and the roughness classes N7 or smaller (<= Ra1.6) for finer surface structures are favorable. The roughness classes are described in the standards DIN EN ISO 4287 (version 2010-7) and DIN 4760 (version 1982-06).

[0049] Eine weitere, eingangs bereits beschriebene Maßnahme um die Benetzung der Innenoberfläche mit flüssigem Wärmeträgerfluid zu verbessern, besteht in der entsprechenden Bereitstellung der Oberflächenspannungen der beteiligten Materialien. Auch diese Maßnahme kann in Kombination mit den anderen bereits genannten Maßnahmen oder auch alleine verwendet werden, um die Innenoberfläche 11 so auszugestalten, dass das flüssige Wärmeträgerfluid sich möglich gleichmäßig in Umfangsrichtung auf der Innenoberfläche 11 verteilt.Another measure already described at the outset to improve the wetting of the inner surface with liquid heat transfer fluid consists in the corresponding provision of the surface tensions of the materials involved. This measure can also be used in combination with the other measures already mentioned or also alone to design the inner surface 11 such that the liquid heat transfer fluid is distributed evenly in the circumferential direction on the inner surface 11 as possible.

[0050] Die Fig. 15 und 16 zeigen nun beispielhaft und schematisiert noch, wie das Sondenrohr 2 erfindungsgemäßer Erdwärmesonden 1 zu einer Rolle 20 aufgewickelt werden kann. Wie bereits eingangs ausgeführt, beträgt der kleinste Biegeradius 28 im Inneren der Rolle 20 also deren Innenradius günstigerweise das 5-fache bis 20-fache des jeweiligen Durchmessers 10 des Rohrinnenhohlraums 3 des Sondenrohres 2. Der Außendurchmesser 29 der Rolle 20 liegt im Sinne einer guten Transportierbarkeit auf einem LKW günstigerweise im Bereich von 600mm bis 2400mm.15 and 16 now show examples and schematically how the probe tube 2 geothermal probes 1 according to the invention can be wound into a roll 20. As already stated at the beginning, the smallest bending radius 28 inside the roll 20 is therefore its inside radius advantageously 5 times to 20 times the respective diameter 10 of the inner tube cavity 3 of the probe tube 2. The outside diameter 29 of the roll 20 is in the sense of good transportability on a truck conveniently in the range of 600mm to 2400mm.

[0051] Fig. 16 zeigt beispielhaft und schematisiert einen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie FF aus Fig. 15 durch das zur Rolle 20 aufgewickelte Sondenrohr 2.16 shows, by way of example and in schematic form, a vertical section along the section line FF from FIG. 15 through the probe tube 2 wound up to form the roll 20.

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PatentamtPatent office

LEGENDE ZU DEN HINWEISZIFFERN:LEGEND TO THE NOTES:

1 1 Erdwärmesonde Geothermal probe 17 17th Klebschicht Adhesive layer 2 2nd Sondenrohr Probe tube 18 18th Kondensator capacitor 3 3rd Rohrinnenhohlraum Inner tube cavity 19 19th Bohrloch Borehole 4 4th Wärmeträgerfluid Heat transfer fluid 20 20th Rolle role 5 5 Wandung Wall 21 21 Verdampfungszone Evaporation zone 6 6 Diffusionssperrschicht Diffusion barrier layer 22 22 Untergrund Underground 7 7 Mantelschicht Cladding layer 23 23 Endabschluss Final degree 8 8th Wandstärke Wall thickness 24 24th Geländeoberkante Top of the terrain 9 9 Wandstärke Wall thickness 25 25th Füllmaterial filling material 10 10th Durchmesser diameter 26 26 Dicke thickness 11 11 Innenoberfläche Inner surface 27 27 Winkel angle 12 12th Rillenstruktur Groove structure 28 28 Biegeradius Bending radius 13 13 Rille groove 29 29 Außendurchmesser outer diameter 14 14 Längsachse Longitudinal axis 30 30th Zu- und Ableitung Supply and discharge 15 15 Oberfläche surface 31 31 Kühlzone Cooling zone 16 16 Innenschicht Inner layer

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Claims (10)

1. Erdwärmesonde (1) mit zumindest einem Sondenrohr (2), wobei ein Rohrinnenhohlraum (3) des Sondenrohres (2) mit einem zweiphasigen Wärmeträgerfluid (4) befüllt ist, und eine, den Rohrinnenhohlraum (3) umgebende, Wandung (5) des Sondenrohres (2) zumindest eine in sich umfangsgeschlossene Diffusionssperrschicht (6) aus Metall und zumindest eine, die Diffusionssperrschicht (6) außen ummantelnde Mantelschicht (7) aus Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht (6) und die Mantelschicht (7), vorzugsweise direkt, miteinander verklebt sind.1. Geothermal probe (1) with at least one probe tube (2), a tube inner cavity (3) of the probe tube (2) being filled with a two-phase heat transfer fluid (4), and a wall (5) surrounding the tube inner cavity (3) Probe tube (2) has at least one self-contained diffusion barrier layer (6) made of metal and at least one sheath layer (7) encasing the outside of the diffusion barrier layer (6), characterized in that the diffusion barrier layer (6) and the jacket layer (7), preferably directly, are glued together. 2. Erdwärmesonde (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht (6) eine Wandstärke (8) von 0,05 mm bis 1,00 mm, vorzugsweise von 0,10 mm bis 0,50 mm, aufweist und/oder die Mantelschicht (7) eine Wandstärke (9) von 0,5 mm bis 10,0 mm, vorzugsweise von 1,0 mm bis 4,0 mm, aufweist und/oder dass der Rohrinnenhohlraum (3) einen Durchmesser (10) von 10,0 mm bis 100,0 mm, vorzugsweise von 14,0 mm bis 50,0 mm, aufweist.2. Geothermal probe (1) according to claim 1, characterized in that the diffusion barrier layer (6) has a wall thickness (8) of 0.05 mm to 1.00 mm, preferably from 0.10 mm to 0.50 mm, and / or the jacket layer (7) has a wall thickness (9) of 0.5 mm to 10.0 mm, preferably of 1.0 mm to 4.0 mm, and / or that the inner tube cavity (3) has a diameter (10) of 10.0 mm to 100.0 mm, preferably from 14.0 mm to 50.0 mm. 3. Erdwärmesonde (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondenrohr (2) an seiner den Rohrinnenhohlraum (3) begrenzenden Innenoberfläche (11) eine Rillenstruktur (12) zur Verteilung des Wärmeträgerfluides (4) über den Umfang der Innenoberfläche (11) aufweist, wobei die Rillenstruktur (12) bildende Rillen (13) schräg zu einer Längsachse (14) des Sondenrohres (2) verlaufend, vorzugsweise in einem Winkel von 20° bis 70°, angeordnet sind.3. Geothermal probe (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the probe tube (2) on its inner tube cavity (3) delimiting inner surface (11) has a groove structure (12) for distributing the heat transfer fluid (4) over the circumference of the inner surface (11), wherein the groove structure (12) forming grooves (13) obliquely to a longitudinal axis (14) of the probe tube (2) are arranged, preferably at an angle of 20 ° to 70 °. 4. Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondenrohr (2) an seiner den Rohrinnenhohlraum (3) begrenzenden Innenoberfläche (11) zur Benetzung der Innenoberfläche (11) mit Wärmeträgerfluid (4) eine Oberflächenspannung aufweist, welche gleich oder größer der Oberflächenspannung des Wärmeträgerfluides (4) im flüssigen Zustand ist.4. geothermal probe (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the probe tube (2) on its inner tube cavity (3) delimiting inner surface (11) for wetting the inner surface (11) with heat transfer fluid (4) has a surface tension , which is equal to or greater than the surface tension of the heat transfer fluid (4) in the liquid state. 5. Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer zum Rohrinnenhohlraum (3) weisenden Oberfläche (15) der Diffusionssperrschicht (6) zusätzlich eine Innenschicht (16) aus Kunststoff angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Innenschicht (16) mit der Diffusionssperrschicht (6) verklebt ist.5. geothermal probe (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an inner layer (16) made of plastic is additionally arranged on a surface (15) of the diffusion barrier layer (6) facing the inner tube cavity (3), preferably being provided that the inner layer (16) is glued to the diffusion barrier layer (6). 6. Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrschicht (6) mit der Mantelschicht (7) und/oder die gegebenenfalls vorhandene Innenschicht (16) mit der Diffusionssperrschicht (6) mittels zumindest einer zwischen ihnen angeordneten Klebschicht (17) vollflächig miteinander verklebt sind.6. geothermal probe (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the diffusion barrier layer (6) with the jacket layer (7) and / or the optionally present inner layer (16) with the diffusion barrier layer (6) by means of at least one between them arranged adhesive layer (17) are glued together over the entire surface. 7. Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdwärmesonde (1) einen Kondensator (18) zum Kondensieren des sich im gasförmigen Zustand befindenden Wärmeträgerfluides (4) aufweist.7. geothermal probe (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the geothermal probe (1) has a condenser (18) for condensing the gaseous heat transfer fluid (4). 8. Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondenrohr (2) für die Lagerung und/oder den Transport vor dem Einbau in ein Bohrloch (19) zu einer Rolle (20) aufgewickelt und/oder aufwickelbar ist.8. geothermal probe (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the probe tube (2) for storage and / or transport before installation in a borehole (19) wound into a roll (20) and / or can be wound up. 9. Verfahren zum Betrieb einer Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeträgerfluid (4) in einer Verdampfungszone (21) der Erdwärmesonde (1) verdampft wird und von dort im Rohrinnenhohlraum (3) als Gas aufsteigt und nach seiner Kondensation als Flüssigkeit an der bzw. einer den Rohrinnenhohlraum (3) begrenzenden Innenoberfläche (11) des Sondenrohres (2) wieder zur Verdampfungszone (21) zurückfließt.9. A method of operating a geothermal probe (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heat transfer fluid (4) is evaporated in an evaporation zone (21) of the geothermal probe (1) and from there in the inner tube cavity (3) as a gas rises and after its condensation as a liquid flows back to the evaporation zone (21) on the inner surface (11) of the probe tube (2) which delimits the inner tube cavity (3). 10/1710/17 AT519 249 B1 2018-05-15 österreichischesAT519 249 B1 2018-05-15 Austrian PatentamtPatent office 10. Anordnung mit einem, in einem Untergrund (22) angeordneten Bohrloch (19) und zumindest einer, in dem Bohrloch (19) angeordneten Erdwärmesonde (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zumindest eine Sondenrohr (2) der Erdwärmesonde (1) in dem10. An arrangement with a borehole (19) arranged in a subsurface (22) and at least one geothermal probe (1) arranged in the borehole (19) according to one of claims 1 to 8, wherein the at least one probe tube (2) of the geothermal probe (1) in the Bohrloch (19) angeordnet ist.Borehole (19) is arranged.
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